К МЕХАНИЗМУ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ    С ГРАФИТОВЫМ НАПОЛНИТЕЛЕМ

Р.Г. Закинян,      Ю.Л. Смерек,  А.Р. Закинян.

Введение. В работе [1] экспериментально исследовалась зависимость электропроводности магнитной жидкости с графитовым наполнителем от направления магнитного поля. Было установлено, что при направлении магнитного поля, совпадающем с направлением электрического поля, электрическая проводимость магнитной жидкости увеличивается. Если же магнитное поле перпендикулярно электрическому полю, то электрическая проводимость уменьшается. Это объясняется тем, что частички графита можно рассматривать как «магнитные дырки», которые в магнитном поле ориентируются вдоль силовых линий магнитного поля. Возникающая анизотропия магнитной жидкости с графитовым наполнителем является причиной зависимости электрической проводимости от направления магнитного поля.

В работе [2] была предложена теория, объясняющая наблюдаемую зависимость электрической проводимости от направления магнитного поля. Суть теории [2] заключается в следующем. Предполагается, что в магнитной жидкости всегда имеются примесные ионы, которые в результате адсорбции с частицами магнетита заряжают их. Поэтому электрический ток обусловлен движением заряженных частиц магнетита. Частицы же графита, помещенные в магнитную жидкость, оказывают сопротивление движению частиц магнетита. Если представить частицы графита в виде вытянутых эллипсоидов, то в результате ориентации в магнитном поле, частота столкновений частиц магнетита с частицами графита будет зависеть от направления магнитного поля. Это приводит к зависимости сопротивления (соответственно, проводимости) магнитной жидкости от направления магнитного поля.

Полученные в работе [2] зависимости электрической проводимости от направления магнитного поля давали несколько завышенные результаты по сравнению с экспериментом [1]. Поэтому сделан вывод, что предлагаемый в работе [2] механизм не полностью объясняет наблюдаемую в эксперименте зависимость. В работе [3] был предложен новый механизм, объясняющий зависимость проводимости магнитной жидкости с графитовым наполнителем от направления магнитного поля. Суть нового механизма заключалась в следующем.  Так как частицы магнетита являются проводящими, то в электрическом поле на них должен индуцироваться заряд противоположного знака. А это приведет к тому, что заряженные частицы магнетита будут притягиваться к частицам графита, компенсируя образовавшийся заряд. Таким образом, число частиц магнетита, обусловливающих электрический ток, уменьшается. Но степень этого уменьшения будет зависеть от ориентации частиц графита. Если частицы графита в целом электронейтральны, то электрическое поле около незаряженной частицы графита будет иметь симметричный вид, изображенный на рис. 1.

Рис. 1. Искажение электрического поля около незаряженной частицы графита.

Симметричное распределение силовых линий электрического поля есть следствие теоремы Гаусса (заряд равен нулю, поэтому число силовых линий подходящих к частице равно числу силовых линий исходящих из частицы).

Но если  частицы магнетита заряжены, то они будут стремиться присоединиться к противоположно заряженным сторонам частицы графиты. ............